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Carbonato de cobre (II)

El carbonato de cobre (II) o carbonato cúprico es un compuesto químico con fórmula CuCO
3A temperatura ambiente, es un sólido iónico (una sal ) que consiste en cationes de cobre (II) Cu 2+
y aniones carbonato CO 2−
3.

Este compuesto rara vez se encuentra porque es difícil de preparar [2] y reacciona fácilmente con la humedad del agua del aire. Los términos "carbonato de cobre", "carbonato de cobre (II)" y "carbonato cúprico" casi siempre se refieren (incluso en textos de química) a un carbonato de cobre básico (o hidróxido de carbonato de cobre (II) ), como Cu
2( OH ) 2CO​
3(que se encuentra de forma natural como el mineral malaquita ) o Cu
3( OH ) 2 ( CO
3) 2 ( azurita ). Por este motivo, se puede utilizar el calificativo neutro en lugar de "básico" para referirse específicamente al CuCO
3.

Preparación

Reacciones que pueden dar lugar a CuCO
3, como por ejemplo mezclar soluciones de sulfato de cobre (II) CuSO
4y el carbonato de sodio en condiciones ambientales , produce en cambio un carbonato básico y CO
2, debido a la gran afinidad del Cu2+
ion para el anión hidróxido HO−
. [5]

La descomposición térmica del carbonato básico a presión atmosférica produce óxido de cobre (II) en lugar del carbonato.

En 1960, CWFT Pistorius afirmó que se había sintetizado calentando carbonato de cobre básico a 180 °C en una atmósfera de dióxido de carbono (450  atm ) y agua (50 atm) durante 36 horas. La mayor parte de los productos era malaquita Cu bien cristalizada.
2CO
3( OH ) 2 , pero también se obtuvo un pequeño rendimiento de una sustancia romboédrica, que se afirma que es CuCO
3. [6] Sin embargo, esta síntesis aparentemente no fue reproducida. [2]

En 1973, Hartmut Ehrhardt et al. informaron por primera vez de la síntesis fiable de carbonato de cobre (II) auténtico . El compuesto se obtuvo en forma de polvo gris calentando carbonato de cobre básico en una atmósfera de dióxido de carbono (producido por la descomposición de oxalato de plata Ag
2do
2Oh
4) a 500 °C y 2 G Pa (20.000 atm). Se determinó que el compuesto tenía una estructura monoclínica . [7]

Propiedades químicas y físicas

La estabilidad del CuCO seco
3Depende fundamentalmente de la presión parcial de dióxido de carbono (pCO2 ) . Es estable durante meses en aire seco, pero se descompone lentamente en CuO y CO2.
2Si p CO 2 es menor que 0,11 atm. [3]

En presencia de agua o aire húmedo a 25 °C, CuCO
3es estable sólo para p CO 2 por encima de 4,57 atmósferas y pH entre aproximadamente 4 y 8. [8] Por debajo de esa presión parcial, reacciona con agua para formar un carbonato básico ( azurita , Cu
3( CO
3) 2 ( OH ) 2 ). [3]

3CuCO3​
3+ H
2O → Cu
3(CO
3)
2(OH)
2+ CO
2

En soluciones altamente básicas, el anión complejo Cu(CO
3)2−
2se forma en su lugar. [3]

El producto de solubilidad del carbonato de cobre (II) verdadero fue medido por Reiterer y otros como pKa so = 11,45 ± 0,10 a 25 °C. [2] [3] [4]

Estructura

En la estructura cristalina de CuCO 3 , el cobre adopta un entorno de coordinación piramidal cuadrada distorsionada con número de coordinación 5. Cada ion carbonato se une a 5 centros de cobre. [1]

Referencias

  1. ^ abcd H. Seidel, H. Ehrhardt, K. Viswanathan, W. Johannes (1974): "Darstellung, Struktur und Eigenschaften von Kupfer (II) -Carbonat". Z.anorg. todog. Chem., volumen 410, páginas 138-148. doi :10.1002/zaac.19744100207
  2. ^ abcd Rolf Grauer (1999) "Productos de solubilidad de carbonatos M(II) Archivado el 1 de noviembre de 2018 en Wayback Machine ". Informe técnico NTB-99-03, NAGRA - Cooperativa Nacional para la Eliminación de Residuos Radiactivos; páginas 8, 14 y 17. Traducido por U. Berner.
  3. ^ abcde F. Reiterer, W. Johannes, H. Gamsjäger (1981): "Determinación semimicro de las constantes de solubilidad: carbonato de cobre (II) y carbonato de hierro (II)". Mikrochim. Acta, volumen 1981, página 63. doi :10.1007/BF01198705
  4. ^ ab F. Reiterer (1980): "Löslichkeitskonstanten und Freie Bildungsenthalpien neutraler Übergangsmetallcarbonate". Tesis, Montanuniversität Leoben.
  5. ^ Ahmad, Zaki (2006). Principios de ingeniería de corrosión y control de la corrosión . Oxford: Butterworth-Heinemann. págs. 120–270. ISBN 9780750659246.
  6. ^ CWFT Pistorius (1960): "Síntesis a alta presión y constantes reticulares del carbonato cúprico normal". Experientia, volumen XVI, página 447-448. doi :10.1007/BF02171142
  7. ^ Hartmut Erhardt, Wilhelm Johannes y Hinrich Seidel (1973): "Hochdrucksynthese von Kupfer(II)-Carbonat", Z. Naturforsch., volumen 28b, números 9-10, página 682. doi :10.1515/znb-1973-9 -1021
  8. ^ H. Gamsjäger y W. Preis (1999): "Contenido de cobre en carbonato de cobre sintético". Carta a J. Chem. Educ., volumen 76, número 10, página 1339. doi :10.1021/ed076p1339.1